玻璃鋼在客車上的應用010122

1、玻璃鋼在各領域的應用一、機動車輛中應用現(xiàn)在的客車行業(yè)已經(jīng)逐步向國際接軌，特別是在外觀造型上，變化之快更是有過之而無不及。有一定規(guī)模的客車廠基本上每一年都要推出25個新車型，這些新車型除了底盤或許有些微改進外，主要還是車身外觀上的更新，讓人感覺的新的車型更富時代感，更有氣派，更加動感等等。外型的改進創(chuàng)新主要是對前圍（包括保險杠）、后圍、側圍（包括行李艙門）、玻璃、后視鏡等的外型進行新的造型，已達到整車耳目一新的效果。其中前圍、后圍、行李艙門所用的材料多以玻璃鋼為主。 玻璃鋼（也稱玻璃纖維增強塑料，國際公認的縮寫符號為GFRP或FRP，屬熱固性塑料）是一種品種繁多，性能各異用途廣泛的復合材料。它是

2、由合成樹脂和玻璃纖維及其他一些添加劑經(jīng)復合工藝，制作而成的一種功能型的新型材料。樹脂主要是指不飽和聚酯樹脂（UP）、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、熱固性樹脂（呋喃類樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚丁二烯樹脂、有機硅樹脂等）、聚氨酯樹脂，以及其他熱塑性樹脂類；玻璃纖維主要有E-玻璃纖維（電絕緣性）、C-玻璃纖維（耐化學腐蝕性），以及中堿玻璃纖維、A玻璃纖維（高堿）、S或R玻璃纖維（高強度）、M玻璃纖維（高模量）、AR玻璃纖維（耐堿玻璃）和D玻璃纖維（低介電玻璃）等；增強用玻璃纖維制品的品種，有無捻粗紗類，無捻粗紗織物（方格布），玻璃纖維氈片，短切原絲和磨碎纖維，以及平紋、斜紋、緞紋、羅紋和席紋等五種類型的玻璃布

3、等。近些年來，又出現(xiàn)了一些高性能的增強纖維，如高模量碳纖維、陶瓷纖維、芳倫纖維、高強玻璃纖維等。玻璃鋼材料，具有重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能好，傳熱慢，熱絕緣性好，耐瞬時超高溫性能好，以及容易著色，能透過電磁波等特性。與傳統(tǒng)的金屬材料及非金屬材料相比，玻璃鋼材料及其制品，具有強度高，性能好，節(jié)約能源，產品設計自由度大，以及產品使用適應性廣等特點。玻璃鋼的成型工藝也是多種多樣的，國內外常用的玻璃鋼制作成型方法有手糊成型工藝、噴射成型工藝、注射成型工藝、模壓成型工藝、模壓料成型工藝、纖維纏繞成型工藝、卷管成型工藝、袋壓成型工藝、樹脂澆鑄及注射成型工藝、拉擠成型工藝、板材及管道連續(xù)成型工藝、

4、增強反應注射模塑成型工藝、彈性體貯脂模塑成型工藝以及膠接和連接技術、夾層結構制作技術等。 我國玻璃鋼在客車上的應用主要以手糊成型工藝為主，隨著玻璃鋼工藝的不斷發(fā)展，拉擠成型工藝、模壓成型工藝等已開始出現(xiàn)在客車零部件的成型工藝中。手糊成型工藝簡單，設備要求底，造型靈活，模具制作時間短，一般是玻璃鋼材料的模具，但脫模時間長，尺寸精度要求不能太高；適合形狀經(jīng)常變化，曲面復雜，裝配要求低的零件。例如保險杠，客車的前后照面，儀表臺等。拉擠成型是在牽引裝置牽引下，使浸漬樹脂的纖維增強材料，先在模具中預成型，并經(jīng)加熱使之固化成型，制成玻璃鋼型材，最后切割成所需長度的玻璃鋼制品。拉擠成型零件截面尺寸精度高，但

5、工藝較復雜，設備要求高，且模具復雜，需要金屬材料的模具；適合批量大，安裝要求高，且不經(jīng)常改變尺寸的條形零件。例如，乘客座椅側的暖風道外罩和空調冷風槽罩等。模壓成型工藝與模塑料成型工藝，其壓制工藝和設備條件基本相同，前者采用浸膠布作為模壓料，而后者采用片狀、團狀、散狀的模壓料，首先將一定量的模壓料置于金屬對模中，而后在一定溫度和壓力下成型制得所需的玻璃鋼制品。模壓成型零面尺寸精度高，表面光潔，可一次成型生產效率較高，且產品質量較為穩(wěn)定，但同樣是工藝復雜，生產初期的投資較高，且制件受設備的限制較為突出，模具的設計和制造較為復雜；但是由于在成型過程中材料受到高溫、高壓，因此成型后變形非常小，非常適合

6、大面積的平板或曲面成型，成型后平面或曲面的波紋非常小。例如，客車的行李艙外板門，既能減少表面波浪現(xiàn)象，也能保證每個外板門的外觀曲線一致。下面主要講一下手糊成型工藝的主要過程。手糊成型的模具成型面主要是用玻璃鋼材料做成的模具型腔，支架底座可以用金屬材料或木材做成。在成型前，先把模具型腔表面清潔干凈；同時把玻璃纖維氈裁成與型腔形狀大小相似的形狀，若型腔形狀復雜，可以裁成若干塊簡單形狀的然后在手糊時再拼起來。首先，在模具型腔表面涂上脫模劑，以便成型后產品的脫模順利。接著就是涂上一層膠衣，膠衣層的厚度一般是0.50.8mm。膠衣本身是一種樹脂，這類樹脂在手工制作玻璃鋼制品時十分重要，它不但可以起到玻璃

7、鋼表面的保護層作用，而且可以起到表面的裝飾效果，只要在膠衣里加進色漿，產品表面就會有相應的顏色。由于玻璃鋼制品的使用環(huán)境及要求各不相同，因此必須根據(jù)實際情況，選用不同品種的膠衣樹脂，目前的牌號為TM-33、TM-35、S-739、膠衣33等。膠衣可以用刷子來涂到模具型腔上，也可以用氣動噴槍噴射到上面，用噴槍比刷子涂的要均勻，效果好，目前一般都是用噴槍涂膠衣的。膠衣的自然固化一般需要半個小時左右，可以用烘房來加快固化的時間，等到所噴的膠衣干了后，就可以開始糊樹脂和玻璃纖維。樹脂首先要和固化劑以一定的比例攪均勻，以便加快產品的固化時間，樹脂的牌號一般以191、196#樹脂用得最廣。首先在模具型腔內

8、刷一層樹脂，然后鋪上一層玻璃纖維氈，再在玻璃纖維氈上刷樹脂，讓樹脂浸進玻璃纖維氈中。等整層纖維氈浸滿樹脂后，還需要用輥子在纖維表面上滾動，把樹脂和纖維氈之間的氣體全部趕去來，否則會影響玻璃鋼產品的質量和外觀。接著就是重復上述步驟鋪一層玻璃纖維氈，涂一層樹脂。玻璃纖維氈的層數(shù)決定著產品的厚度，玻璃纖維氈的厚度一般有0.2mm、0.4mm等規(guī)格，膠衣厚度加上纖維氈厚度乘以纖維氈層數(shù)就基本等于產品的厚度。在轉角位置因為強度需要，可以多加一、兩層纖維氈；在一些需要防止變形、增強強度的地方，可以增加一層高強度材料的玻璃纖維布。模具上糊好樹脂和玻璃纖維后就等產品的固化。固化時間與樹脂中加入的固化劑比例以及

9、所處的溫度有關，為了有較高的生產率，一般的固化時間控制在12個小時內較合適，這需要加入較多的固化劑，但會影響到產品的質量，解決辦法就是放到約60的烘房內，這就可以減少固化劑的比例，提高固化時間。產品在模具內固化以后就可以脫模，脫模以后產品還需要自然固化約一個小時左右，這對產品修邊后尺寸的收縮量減少很有幫助。玻璃鋼產品的修邊一般是按要求的尺寸畫線，然后用電動切割機沿線切去費料同時留23mm的余量，再用電動砂輪來打磨修正。此時，產品成型完畢。 對于一件完整的玻璃鋼產品，成型后的后續(xù)工序還是非常有必要的。有些產品脫模后，表面有點刮傷，這就需要用同一牌號的樹脂來粘補，固化后打磨修正。有些邊緣是與其他零

10、件配合，需要保證厚度，就要在產品背面把過厚地方打磨一下以達到要求的厚度。很多玻璃鋼產品是需要通過預埋鈑金件來與其他產品安裝在一起的，要預埋這些鈑金件，首先把產品和鈑金件放到靠模（靠模就是一個架子，產品和將要預埋的鈑金件在其上都可以固定在要求的尺寸關系的位置上）上，然后通過樹脂和玻璃纖維氈象糊產品那樣把鈑金件預埋到產品上。這些工序都會直接影響到產品的質量。 手糊玻璃鋼產品具有容易成型、耐氣候性、耐酸性、絕緣等優(yōu)點，但是其最突出的缺點就是環(huán)保問題，工人的工作強度大。為了改變其缺點，玻璃鋼成型的工藝正在不斷地改進，模壓、擠出等工藝正在被不斷地擴大應用。目前我國的玻璃鋼工業(yè)，己經(jīng)具備了一定的規(guī)模，在產

11、品的品種數(shù)量及產量方面，以及在技術水平方面，均已經(jīng)取得了巨大的進展，在客車行業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。纖維增強塑料作為半結構性材料已被大量應用于鐵道機車車輛。從那以后，合成材料纖維增強塑料就被推廣應用于鐵道機車車輛，甚至在許多應用領域享有優(yōu)先權。 列車特別是高速列車必須實現(xiàn)車輛輕量化，單靠使用金屬材料減輕其自重已經(jīng)接近極限，所以，主要途徑是大量采用高分子材料及其復合材料。在選用機車車輛用高分子材料時，從安全性、功能性出發(fā)，應該是在阻燃的基礎上向低煙、低毒、高比強度、高比模量的方向發(fā)展。目前碳纖維、硼纖維的應用，各種先進結構形式加蜂窩狀結構的選用是研究的重點。 樹脂基復合材料的夾層結構適用于制造高速

12、列車流線型車頭，其外皮及內皮均采用樹脂基復合材料，其芯部采用有足夠厚度且有絕熱作用的泡沫塑料，這種夾層結構能滿足結構強度、沖擊拉力和隔熱、隔音及易于制成流線型的復雜外型的要求。 與時速高達200km/h以上的高速列車制動相配套的新型制動盤，要求所用材料摩擦系數(shù)穩(wěn)定，符合制動系統(tǒng)的要求，并且配方中應不含有鉛、石棉等有害物質，耐溫達630以上?？捎酶咝阅軜渲蚋咝阅軜渲鶑秃喜牧现谱鳌?機車發(fā)動機冷卻水泵的葉輪和進水接盤，以前多用鐵、鋁、銅等金屬材料制成。由于加工復雜，密度大，且在使用過程中存在嚴重的氣蝕現(xiàn)象，使表面產生麻坑，最后致使金屬脫落，同時，氣蝕現(xiàn)象還會使水泵產生噪音和震動，使工作效率降低

13、、供水量減少?，F(xiàn)在選用PA制作水泵葉輪和進水接盤，不僅避免了氣蝕現(xiàn)象，而且簡化了制造工藝，實現(xiàn)了輕量化，提高了生產效率，降低了成本。也有采用增韌增強聚苯硫醚制作水泵葉輪和進水接盤的。 機車心盤襯墊是高承載車輛部件，在運行狀態(tài)下受縱向、橫向、扭力及動載加速等因素的影響，其受力情況相當復雜，磨耗很大，所以要求所選材料具有高強度、耐熱性、耐寒性且有自潤滑性。通常多選用玻纖增強增韌PA、含油鑄型PA等制作。 采用玻纖氈增強PM制作的機車磨耗板已裝在機車上試運行。 機車內飾件要求有一定的強度，且能阻燃?，F(xiàn)在使用酚醛樹脂(PF)代替不飽和聚酯(UP)，不僅發(fā)煙少，而且無氮、無氯。這種PF/GF復合材料能在

14、200下連續(xù)使用，適合于餐車操作間及客車內部裝飾。 此外，夾層結構的復合材料廣泛地應用于列車的門板、地板、天花板等內飾件。用于鐵道車輛制造的組合體常常采用熱固性樹脂，目前市場首選是聚酯。乙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和改性的丙烯樹脂則分享了其余份額。目前按樹脂的種類分，在制造鐵道車輛用合成材料中，聚酯占35%，乙烯酸酯占22%，環(huán)氧樹脂占21%，酚醛樹脂占15%，改性的丙烯酸樹脂占4%，其他樹脂占3%。 另外，聚合物泡沫、軟木或蜂窩材料用于制造質量小、剛性好的板材，已經(jīng)在鐵路工業(yè)中得到了推廣應用。用于鐵路機車的聚合物泡沫通常是熱固性的，用于制造熱公差較大的組件，熱塑性泡沫也有采用。機車中使用的泡

15、沫塑料最常見的可能是聚氨酯和聚氯乙烯。其中，聚氨酯能在兩表面層之間現(xiàn)場發(fā)泡，因此，不需要整體預成形。 在鐵路裝飾件和半結構件市場中，GFRP已經(jīng)占據(jù)了牢固的地位。而碳基合成材料和以芳族聚酰胺纖維為基的合成材料，由于碳纖維的價格問題，應用還比較有限。就纖維增強復合材料而言，按纖維的種類分，在制造鐵道車輛用的合成材料中，玻璃纖維占58%，芳族聚酰胺纖維占20%，碳纖維占20%，其他纖維占2%。按纖維的形式、規(guī)格分，在制造鐵道車輛合成材料的增強纖維中，切斷的玻璃纖維氈占33%，連續(xù)的玻璃纖維氈占16%，玻璃纖維織物占34%，抗折疊織物占12%，其他占5%。手糊/噴射成型汽車零部件工藝過程手糊/噴射成

16、型汽車零部件工藝過程包括：1.模具制作；2.涂布膠衣；3.結構層施工；4.產品后處理、產品檢驗。下面文章中將會為讀者詳細介紹這四步工藝施工中的一些注意要點。1.模具制作：按照通用玻璃鋼模具制作工藝制作，特別注意以下要點： 由于大部分汽車部件都是異型產品，考慮脫模時對模具的沖擊和模具的使用壽命，因此對模具膠衣的韌性有比較高的要求（一般推薦使用好的乙烯基型模具膠衣）。尺寸穩(wěn)定性要求，要求模具制作時鋪層慢，盡量減少收縮變形，模具玻璃鋼部分最好要求有高溫后處理工藝，已達到玻璃鋼最佳性能狀態(tài)。制作好的模具應有良好的結構層或鋼結構支撐。防止使用過程中的變形。模具的表面處理非常重要，為了保證

17、模具良好的使用性能及盡可能長的使用壽命。仔細的水磨、拋光、封孔及涂布脫模劑是非常必要的。2.涂布膠衣 工藝的確定。根據(jù)產品的大小、形狀及工藝場地選擇手涂或噴槍噴涂。 仔細檢查模具是否涂敷脫模劑，脫模劑是否成膜。如是蠟質脫模劑，成膜后多余的蠟是否干凈地除去。 確定固化劑的品種及使用量。由于膠衣層厚度比較薄，而其固化質量的好壞直接影響產品的質量，因而建議使用質量穩(wěn)定，效率適中的固化劑。（AKZO-NOBEL 公司的M-50是非常好的選擇）。對使用噴槍噴涂的產品，因及時檢查噴涂壓力、過濾器的有效性、固化劑的加入是否準確。在所有的施工條件得到保證后即可以

18、按照噴射膠衣的一般操作工藝進行噴涂。對一般產品，膠衣的厚度一般要求0.4-0.6mm，噴涂時最好按照分2-3遍達到所需要的厚度。 對手涂膠衣，在涂布前應檢查所用的工具是否干凈、干燥?？紤]施工時間和使用量分批調配膠衣，刷涂時要求用毛刷蘸膠衣后在模具上涂刷，不能將膠衣倒在模具上直接去刷，并盡量按照0/90度交叉方向涂布。 膠衣涂布完后及時清洗所用的工具設備。 檢查膠衣的固化程度以便進行下一道工序。3.結構層施工樹脂固化所使用固化劑的選擇。建議使用含量及活性穩(wěn)定，水含量低的固化劑，固化劑中的水含量高低將直接影響產品的固化性能。增強材料的裁剪。為了保證高

19、的工作效率及產品鋪層的連續(xù)性，需要預先根據(jù)產品的形狀對所用的增強材料進行剪裁。對于一些特殊的拐角部位（特別是小于90度角位置）在鋪層前需要進行填補處理以達到一定過渡形狀，便于增強材料的鋪覆。一般填補用的膠泥采用自配（可以在樹脂中適當加入3mm-4.5mm短玻纖，填料等）建議使用50g/m2表面氈、乳劑氈及玻璃纖維布增強。表面氈可以有效地提高產品表面質量；乳劑氈由于有良好的工藝性能（吸樹脂后變得更柔軟，因而有更好的模具貼覆性）及樹脂滲透性能而常常被使用在該類形狀復雜的產品上。 對于厚度超過5mm的產品，建議分多次鋪層，以保證產品的最小變形。對一些預埋件進行必要的處理（如噴沙除銹等），預埋件處應進

20、行局部增強。對產品進行檢查，修邊等工作，在確認產品固化并具有良好強度后即可以脫模，脫模后的產品應有固定的位置擺放平整待檢驗，以防止變形和膠衣面的二次損傷。4.產品后處理、產品檢驗脫模出來的產品經(jīng)過一定時間的自然固化即可以進行打磨、拋光、后加工（如開孔，貼銘牌，噴油漆等）及修補等工藝處理。質檢人員對產品檢驗，合格產品即進行包裝。不合格產品分可修補和廢品按照流程處理。汽車保險杠制造工藝玻璃纖維增強塑料俗稱玻璃鋼。以不飽和聚酯樹脂為基體制作的增強塑料，稱為不飽和聚酯樹脂玻璃鋼（以下簡稱玻璃鋼）。它以價格低廉，工藝性好，固化后綜合性能好，越來越廣泛的應用于建筑、防腐、造船、交通運輸、汽車行業(yè)、電器工業(yè)

21、等方面。汽車工業(yè)不但可用做裝飾件，還可以做為結構材料應用。尤其在小批量生產中，采用玻璃鋼制品可降低成本，縮短生產周期，減小工裝費用，提高零件質量?，F(xiàn)在汽車也越來越多的采用玻璃鋼零件。 1 車間的條件1.1 車間應通風良好并保持干燥，相對濕度應小于80。1.2 溫度應在15-25，并避免過堂風。否則易造成苯乙烯揮發(fā)量過大，使樹脂固化不完全，制品表面發(fā)粘。1.3 工作場所不得有明火，不得吸煙。2 材料保管2.1 庫房溫度應低于20。樹脂保管期不得超過其貯存期，玻璃纖維應放在干燥的地方。促進劑也不得超過其貯存期。2.2 樹脂、固化劑應該存放在遠離工作場所的陰涼地方。固化劑與促進劑應遠離。固化劑不能與

22、紙張、棉花或其他纖維素織物接觸，否則易引起自燃。3 工具 玻璃鋼生產中需要的工具有：天平、塑料桶、配膠桶、膠桶、帶刻度滴管、毛刷、剪刀、橡膠手套、曲線鋸、銼刀、輥子及一些自制的小型工具。毛刷、剪刀、輥子使用完畢之后都要馬上用X-1稀釋劑或丙酮清洗干凈。4 工藝裝備（成形模）的選擇4.1 按照零件外觀要求選擇陰模成型或陽模成型，貼胎面為光滑面。4.2 按照圖紙或樣板制造生產母模。4.3 按照生產母模制造成型模。4.4 成型模和母模的材質可以是金屬、木質、石膏、環(huán)氧樹脂加填料以及玻璃鋼等。5 樹脂種類的選擇不飽和聚酯樹脂是指具有線型結構的可溶的、分子量不高而主鏈上同時具有重復酯鍵和不飽和雙鍵的有機

23、高分子化合物。成品出廠時的狀態(tài)是線型不飽和聚酯的苯乙烯溶液，不能長期保存，其固化后產物為苯乙烯與不飽和聚酯的體型結構共聚物，具有不溶不熔的特性。由于分子結構不同，其產品性能也不盡相同。所以有不同的樹脂牌號，按性能可分為通用型、防腐型、自熄型和耐熱型等。汽車工業(yè)中常用的為通用型有306#、307#等，其性堅硬剛性較大，可用于做玻璃鋼制品。196#樹脂為柔性樹脂，可改善玻璃鋼制品的脆性，所以汽車零件中大多采用196#樹脂成型。有特殊性能要求的零件也可采用其它類型的樹脂，如7901#、199#等。6 促進劑、固化劑的選擇6.1 固化劑：固化劑使用時需攪拌均勻。(1#固化劑為過氧化環(huán)己酮二丁酯糊；2#

24、固化劑為過氧化苯甲酰二丁酯糊)6.2 促進劑：1#促進劑為環(huán)烷酸鈷苯乙烯溶液，紫色液體。2#促進劑為二甲基苯胺，汽油狀微黃色液體。6.3 使用條件：1#和2#固化劑分別與1#、2#促進劑配合使用，1#固化劑和促進劑系統(tǒng)，固化速度較慢，適用于環(huán)境溫度較高時使用。2#固化劑和促進劑系統(tǒng)，固化速度較快，適用于環(huán)境溫度較低時使用。1#、2#固化劑、促進劑不能交*使用。6.4 固化劑、促進劑對膠凝時間的影響，如表1、表2，可作為選擇配方的參考。其中，膠凝時間指從膠液加入促進劑開始（膠液中預先已加入固化劑）到樹脂變成軟膠狀而不能流動的時間。 表一 溫度20，1#固化劑、促進劑對膠凝時間的影響樹脂重量 10

25、0 100 100 100 100 100 1001#固化劑 4 3 2 1 4 3 21#促進劑 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5膠凝時間(分) 21 28 36 81 29 36 46表二 溫度20，2#固化劑、促進劑對膠凝時間的影響樹脂重量 100 100 100 1002#固化劑 2 2 2 2 2#促進劑 0.5 1 1.5 2 膠凝時間(分) 99 52 33 227 增強劑 玻璃纖維為主要增強劑。包括表面氈，短切纖維氈及各種布。增強劑的含量將影響玻璃鋼制品的性能。增強劑含量過少會影響制品的剛性，使脆性過大。含量過多，易造成制品浸漬不良，產生分層。制品韌性差。手糊主要采用無捻

26、織物及短切氈等。7.1 表面氈：定長單絲粘結成很簿的一種氈，它浸膠速度快且能吸收比較多量的樹脂，復蓋適宜性好?？捎糜阡亸筒Ａт撝破繁砻?，掩蓋玻璃纖維，增強膠衣樹脂層的強度，使制品表面光滑。7.2 短切纖維氈：由一定長度的短切纖維，在平面上均勻地交錯迭織之后，用粘結劑將其粘緊而成的一種氈。可吸收大量樹脂，可以與無捻織物混合使用或單獨使用。7.3 平紋布、斜紋布：這兩種布除氣泡性好，浸膠易透，鋪復性好。厚度有0.1mm;0.2mm;0.3mm;0.4mm等。復蓋制品表面，可增加制品美觀。7.4 可根據(jù)零件外觀要求和結構，采用不同厚度的氈和布。一般應采用第一層用表面氈，第二層用短切氈，之后使用平紋布

27、直至厚度的結構。特殊情況可由工藝視情況選擇。8 觸變劑 觸變劑主要有氣相SiO2 （白碳黑）、滑石粉、木粉等。在室溫較高時，膠的流動性較大，生產中易造成流膠。為改變此種狀況，可加入白碳黑或滑石粉。加入量由工藝視具體情況而定。9 膠衣樹脂及聚脂色漿9.1 膠衣樹脂：為改變玻璃鋼制品的表面光亮度，提高耐蝕性、耐熱性、耐水性及耐候性，延長制品使用壽命，制品表面做一層樹脂含量較高的面層，稱為膠衣層。膠衣樹脂就是面層的專用樹脂。使用權時，固化劑，促進劑的使用量與其他樹脂相同。9.1.1 制品涂層厚度：零件的膠衣層厚度為0.25mm-0.4mm,即每平方米300克-400克。9.1.2 模具涂層厚度：模具

28、的膠衣層厚度為0.5mm-0.6mm，即每平方米500克-600克。因為模具在使用過程中會磨損，所以應做的厚一點。9.1.3 涂刷方法：膠衣樹脂應分兩次涂刷，第二次涂刷應在第一次基本固化后進行。9.1.4 膠衣樹脂不宜做的太薄，否則會固化不完全，并且膠衣下面的玻璃纖維的樣子也會透出來。如果做的太厚，容易產生裂縫和破裂，不耐沖擊力。如果做的不均勻，易引起裂紋，這是因為表面固化速度不一，產生內應力造成的。膠衣樹脂可用純樹脂，必要時可用玻璃纖維表面氈或表面絹增強。9.2 聚酯色漿：是用各種無機顏料，混入線型樹脂中，用三輥磨，經(jīng)幾次壓制而成，與樹脂有良好的互混性。色漿加入量只要能達到要求的深度和不透明

29、性所需的量就夠了。合適的聚酯色漿的加入量不要超過樹脂量的10。10 脫模劑脫模劑的作用是使零件順利的從模具上剝離下來，不損壞零件和模具。其種類有地板蠟、聚乙烯醇的酒精水溶液，比例為聚乙烯醇：酒精：水=（5-7）：45：45（重量比）非硅型油料糊狀物如FG-1，以及美國Meguiars公司產M-0811即8#脫模蠟等。根據(jù)目前生產狀況，建議使用FG-1。 11 樹脂配方確定11.1 環(huán)境溫度條件要求在15-25之間，相對濕度不大于80%。11.2 根據(jù)環(huán)境溫度，產品結構復雜程度，所需成型操作時間，參考表1、表2選擇固化劑、促進劑的種類和用量。11.3 樹脂配方11.3.1 樹脂 100 1#固化

30、劑3-4份 1#促進劑0.2-2份；樹脂 100 2#固化劑2-4份 2#促進劑0.5-2份(以上數(shù)據(jù)均為重量比)11.3.2 試制一項新產品前，需經(jīng)試驗確定配方及配膠量（配膠量越大，膠凝時間越短）。12 工藝流程 模具修整-涂脫模劑-涂膠衣樹脂-裁切玻璃織物-配膠-糊制-室溫固化-脫模-按切割線去毛-封邊-熟化-噴漆 12.1 模具修整:要使模具表面光潔，無明顯凸凹不平現(xiàn)象，無潛藏氣泡和針孔等缺陷。12.1.1 模具修補：用尖銳器具挖掉模具表面缺陷處，將配好的接近模具表面顏色的膠衣滴入損壞處，使其高出模具表面。充分固化后，用銼刀和水砂紙磨平。12.1.2 將模具清洗干凈，用柔軟的紗布擦干凈，

31、表面不得殘留雜質。12.2 涂脫模劑：涂脫模劑一定要均勻無遺漏。聚乙烯醇需充分干透，上光蠟和非硅型油料糊等脫模劑需停放兩小時，使溶劑揮發(fā)掉。12.3 涂膠衣樹脂：膠衣配料要充分混合，特別是使用填料和顏料時。混合不均勻，會使制品表面出現(xiàn)斑點或條紋，影響外觀。膠衣的厚度應精確的控制。施工時，可用毛刷涂刷。膠衣固化到手指接觸上感到稍微有些發(fā)粘但不沾污手指，此時即可層糊。12.4 裁切玻璃織物：根據(jù)零件的尺寸、厚度，計算好所需玻璃織物的層數(shù)。玻璃織物的大小應比模胎稍大。必要時可用樣板下料。12.5 配膠：按所需的膠凝時間、環(huán)境條件，選擇固化劑、促進劑的種類和比例，使膠的重量與玻璃布的重量比為：55:4

32、5。如使用權短切纖維氈，那么樹脂和氈的重量比為：2:1。需要做有顏色制品時，可加入少量色漿。12.6 糊制：先在膠衣層上盡可能均勻地刷上一層厚厚的樹脂，然后鋪上第一層玻璃增強材料，最好用表面氈或0.2mm玻璃布，并用刷子或輥子壓結實，這樣樹脂會很容易地沿著玻璃織物透上來。在玻璃織物沒有完全浸透之前，不要馬上將樹脂倒到它上面。用上述方法繼續(xù)糊下面的樹脂和玻璃織物，直至達到所需的厚度。每糊一層，都要使玻璃織物完全浸透。用刷子進行浸漬操作時，要用點蘸法，而不要用刷子在玻璃織物上刷。注意使每層織物都排盡氣泡，并貼胎良好。經(jīng)過多次試驗建議采用一層表面氈，一層短切氈，之后再糊制玻璃布直至厚度的結構，這樣可

33、避免纖維布紋透出膠衣層，影響制品表面質量。預埋金屬件時，制品厚度應該從鑲加嵌件的地方開始，緩慢過渡薄不來。需加入加強筋時，最好在最后一層玻璃織物鋪放之前，就直接把筋放上去。筋芯應該先用浸漬樹脂的玻璃織物復蓋，然后將最后一層玻璃織物鋪到制品整個面積上。12.7 室溫固化：零件糊制完畢后，需在模具上停留24小時以上，完成固化期。12.8 脫模：首先將零件邊緣脫出，然后再將零件脫下。較難出模的零件，可在制件與模具間吹壓縮空氣。12.9按切割線支毛邊并修補缺陷：用曲線鋸或角磨機沿零件的邊緣線切掉毛邊，并對零件表面有缺陷的地方按12。1。1所示的方法進行修補。12.10封邊：玻璃纖維不耐水。玻璃鋼制品切

34、割斷面因纖維外露，浸水后，易造成制品的分層，影響制品質量。因而應對玻璃鋼零件進行封邊處理。其方法是用配好固化劑、促進劑的樹脂膠在零件切割斷面上均勻涂刷一層薄薄的膠液。12.11熟化：脫模后的零件必須存放一星期以上，以保證零件完全固化。易變形的零件應放在相應的模架上熟化。在生產急需不能保證存放一星期的條件時，也可加溫處理。脫模后的零件，放在模胎或模架上，在70-80下固化3小時，然后自然冷卻至室溫。熟化后的零件方可裝車使用。12.12噴漆：噴漆前應將制品上的脫膜劑殘跡統(tǒng)統(tǒng)洗掉。按制品所需顏色噴漆。應采用低溫漆，漆的干燥溫度不得超過80。汽車復合材料噴射成型工藝和技術 圖4所示為噴射成型工藝(Sp

35、ray Up Molding)示意圖。該工藝是將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出，同時將切斷的玻纖無捻粗紗由噴槍中心噴出，使其與樹脂在空間均勻混合后沉積到模具上。當沉積到一定厚度時，用壓輥滾壓使纖維浸透樹脂，排除氣泡，在經(jīng)常溫固化后成型為汽車復合材料制品。噴射成型工藝是在手糊成型工藝的基礎上發(fā)展起來的。由于該工藝是借助于機械的手工操作工藝，因此也被稱為“半機械手糊成型工藝” 。圖5所示為該工藝的工藝流程。圖4 噴射成型工藝示意圖與手糊成型工藝相比，噴射成型工藝的效率提高了24倍甚至更高。其優(yōu)點是：由于使用無捻粗紗代替了手糊工藝的玻璃纖維織物，因而材料成本更低；成型過程中無接縫，這

36、使得制品的整體性和層間剪切強度更好；可自由調節(jié)產品的壁厚、纖維與樹脂的比例以及纖維的長度，因而滿足了汽車零部件的不同機械強度要求。由于噴射成型工藝具有效率高、成本低及產品尺寸形狀不受限制的優(yōu)點，因此該工藝在國外汽車復合材料行業(yè)中，有逐步取代傳統(tǒng)的手糊成型工藝的趨勢，例如，客車和重型卡車的很多前/后圍面板、側面護板、高頂及導流罩等都已由噴射成型工藝制作。 圖5 噴射成型工藝流程噴射成型工藝的缺點是：產品的均勻度在很大程度上取決于操作人員的操作熟練程度；由于噴射成型的樹脂含量高且增強玻纖短，因而制品強度較低；陰模成型比陽模成型難度大，小型制品比大型制品生產難度大；生產現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，環(huán)境污染程度

37、一般均大于其他的工藝方法；初期投資比手糊成型工藝大。盡管如此，近年來，噴射成型工藝的缺點正在得到極大的改善。在國外，已采用機械手編程來替代人工噴射，從而大大提高了產品質量的穩(wěn)定性，原材料的損耗也被明顯降低。同時，通過對生產現(xiàn)場采取全封閉的管理措施以及進行空氣排放處理，使得環(huán)境污染問題得到明顯改善。圖6所示為采用噴射成型工藝生產的KENWORTH重卡高頂。汽車復合材料纏繞成型工藝和技術纏繞成型工藝(Filament Winding)是在控制纖維張力和預定線型的條件下，將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維（或布帶、預浸紗）按照一定的規(guī)律連續(xù)地纏繞到相應于制品內腔尺寸的芯?；騼纫r上，然后在室溫或加熱條件下使之固

38、化、脫模，獲得一定形狀的汽車復合材料制品，如圖7所示。根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。其中，濕法纏繞的應用最為普遍。濕法纏繞工藝顧名思義是將連續(xù)玻璃纖維粗紗或玻璃布帶浸漬樹脂膠后，直接纏繞到芯?；騼纫r上而成型并經(jīng)固化的成型方法。而干法纏繞一般僅用于高性能、高精度的尖端技術領域中。圖7 纖維纏繞成型工藝示意圖纖維纏繞成型工藝的優(yōu)點是：能夠按產品的受力狀況設計纏繞規(guī)律，以充分發(fā)揮纖維的強度；比強度高。一般來講，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器相比，重量可減輕40%60%；可靠性高。纖維纏繞制品易實現(xiàn)機械化和自動化生產，工藝條件確定后，

39、纏出來的產品質量穩(wěn)定、精確；生產效率高。采用機械化或自動化生產，只需少數(shù)操作工人，纏繞速度快（240m/min）；成本低。在同一產品上，可合理配選若干種材料（包括樹脂、纖維和內襯），使其再復合以達到最佳的技術經(jīng)濟效果?，F(xiàn)在用纖維纏繞成型工藝生產的CNG/LPG高壓氣瓶、傳動軸和板狀彈簧等已廣泛應用于大客車、轎車和卡車上。纖維纏繞成型工藝的缺點是：纏繞成型適應性小，不能纏任意結構形式的制品，特別是具有凹形表面的制品。這是因為纏繞時，纖維不能緊貼在芯模表面，而是處于架空狀態(tài)；纏繞成型需要有纏繞機、芯模、固化加熱爐、脫模機及熟練的技術工人，不僅投資大，而且技術要求高，因此只有大批量生產時才能獲得較大

40、的經(jīng)濟技術效益。圖8所示為采用纖維纏繞成型工藝生產的CNG乘用車用高壓氣瓶。汽車復合材料樹脂傳遞模塑成型工藝和技術樹脂傳遞模塑成型工藝(Resin Transfer Moulding)簡稱RTM。該技術始于1950年代，是從濕法鋪層手糊成型工藝和注塑成型工藝中衍生出來的一種新的閉模成型工藝。該工藝一般是在模具的型腔中預先放置玻璃纖維增強材料（包括螺栓、螺帽或聚氨酯泡沫塑料等嵌件），閉模鎖緊后，將配好的樹脂膠液在一定的溫度和壓力下，從設置于適當位置的注入孔處注入模腔，浸透玻纖增強材料，然后一起固化，最后啟模、脫模，得到兩面光滑的汽車復合材料制品。圖1所示為RTM工藝示意圖。圖1 樹脂傳遞模塑成型

41、工藝示意圖 圖2所示為RTM的工藝流程。由于是一種閉模成型工藝，因此RTM的優(yōu)點是：無需膠衣涂層即可使構件獲得雙面光滑的表面；在成型過程中散發(fā)的揮發(fā)性物質很少，有利于工人的健康和環(huán)境保護；模具制造與材料選擇的機動性強，不需要龐大、復雜的成型設備就可以制造出復雜的、有極好制品表面的大型構件；根據(jù)設計需求，增強材料可以按任意方向鋪放或局部增強，因而容易實現(xiàn)按制品受力狀況鋪放增強材料的目的。成型效率高、投資少以及易實現(xiàn)自動化生產的特點，使RTM工藝日益為汽車復合材料行業(yè)所重視，并逐步成為取代手糊成型、噴射成型的主導成型工藝之一。圖2 RTM工藝流程目前，RTM工藝在汽車制造業(yè)中的應用已非常廣泛，如乘

42、用車的車頂、后廂蓋、側門框和備胎倉，以及卡車的整體駕駛室、擋泥板和儲物箱門等都有用RTM工藝生產的。圖11所示是用RTM工藝生產的ASTON MARTIN跑車的車身側圍板。圖3 用RTM工藝生產的車身側圍板當然，RTM工藝也存在一些不足，如：雙面模具的加工費用較高；預成型坯加工生產設備的投資大；對原材料(樹脂和玻纖材料)和模具質量的要求高，以及對模具中的設置與工藝要求嚴格等。目前，對RTM成型工藝的研究和推廣不斷取得新的進展，主要研究方向集中在：微機控制注射機組、增強材料預成型技術、低成本模具、快速樹脂固化體系及工藝穩(wěn)定性和適應性等方面，涌現(xiàn)出了一系列改良的RTM成型工藝，如 Lite-RTM

43、、VARTM、VIP和TERTM等。二、泡沫夾芯材中的應用機械加工泡沫芯材：大多數(shù)泡沫芯材可以使用木工工具加工或成形，包括帶鋸，車削，穿孔，打磨和仿形。在切割過程中，因為材料的導熱系數(shù)低 ，高密度泡沫的給進速度應略低一些，否則材料會發(fā)熱，甚至燒焦。在加工泡沫以前，最好先和制造廠家聯(lián)絡，因為每種泡沫的性能都有不同的特點。加工泡沫材料時，使用的鋸條要求相鄰的鋸齒拌開，這樣在鋸切過程中，通過鋸齒帶出切割過程中產生的鋸屑，然后用真空裝置吸除。 特殊分格板：對于不同的用途，泡沫芯材的廠家可以提供各種不同的分格板，滿足各種夾層結構外形的需要。其一面用玻璃纖維網(wǎng)格粘接，泡沫切成1 x 1 的正方形小塊，這樣

44、泡沫板就可以自由變形；另外一種是兩面切割，或三個方向切割。泡沫還是切割成1 x 1的正方形小塊，但是切割的深度是整個厚度的2/3。這樣泡沫板芯材有了一定的自由變形能力，但是這樣切割的主要目的為了使樹脂流動，且手糊過程中排出氣體，此外一般廠家還可以提供表面有溝槽的泡沫芯材，表面溝槽的深度一般為0.12 ，在面板相對較厚情況下，用作真空注射過程中的樹脂流動通道。 泡沫芯材的使用 材料的準備：泡沫材料必須在干燥的環(huán)境下保存，否則會影響其與面板的粘接。同時，對于PMI泡沫應予以特別的注意，因為PMI泡沫在吸水后，熱蠕變性能會下降。泡沫上的灰塵應使用真空吸塵器吸除，或用壓縮空氣吹除，但要記住，千萬不能用

45、水或什么其他的液體沖洗。沖洗的結果只能使灰塵進入泡沫表面的開孔中。某些強烈的溶劑（例如丙酮）還有可能降解表面的泡沫材料，降低芯材與面板的粘接強度。清潔干凈的泡沫表面與面板粘接后，一般粘接強度不會出什么問題。 FRP泡沫夾層板的制作：泡沫幾乎適用于所有的FRP成型制作工藝。復合材料夾層結構的主要成型工藝有：手糊噴射成型，真空袋注射成型及預浸料熱壓罐成型等。 在手糊噴射工藝中，芯材與面板之間的粘接非常重要。一般常見的船舶泡沫夾層板依次由膠衣層，短切氈層，外面板FRP鋪層，泡沫芯材和內面板FRP鋪層。必須注意的是在內外面板與泡沫之間，需要加上一層特別的粘接基層，將泡沫與面板材料粘接。這層的材料是CB

46、A （Core Bond Adhesive，例如Divilette, Corebond, Baltekbond等）或富樹脂的CSM（短切氈）。CSM的最小厚度為225g/m2，樹脂與纖維的重量比為3：1左右。CSM浸潤樹脂以后，在泡沫表面涂覆與層合板相同的樹脂，以填充泡沫表面的開孔，然后埋入CSM中。泡沫芯材埋入CSM或CBA的過程可以使用真空袋輔助均勻加壓。 在使用真空袋的工藝中，如果泡沫芯材是有切口的分格板，在加壓以后，泡沫均勻地壓入粘接基層中，樹脂或CBA就填入泡沫切口。大多數(shù)的真空袋工藝的過程是：在底部面板鋪層的基礎上，先加泡沫粘接基層，再鋪設泡沫夾層，然后使用真空袋將泡沫壓入粘接基層

47、中。當采用真空輔助成型工藝時，則需要在泡沫上面覆蓋一層剝離層，剝離層外面是透氣氈，透氣氈的外面才是真空袋膜。剝離層常常采用一層薄的尼龍膜，而透氣氈的作用是使真空壓力能均勻施壓在泡沫的表面。 另外一種能確保泡沫芯材的切口能被全部填充的方法是使用樹脂注射工藝。其工藝過程為：先將未浸膠的玻璃纖維和芯材鋪設在模具中，再使用真空袋密封，待抽真空以后，注入樹脂，浸潤纖維和芯材。通常將樹脂分散傳遞到構件各個部位的方法是利用泡沫芯材表面的溝槽或切口，來引導樹脂的流動。采用這種工藝方法制作的夾層結構具有纖維含量高、鋪層時間不受限制、不需要手糊樹脂并進行壓實等優(yōu)點。 另外一種高端的工藝過程是預浸料熱壓罐或真空袋成

48、型。由于PVC泡沫通常的固化溫度不超過80oC，在加溫加壓以后，泡沫孔隙中的氣體會釋放出來，從而破壞芯材與面板之間的粘接。但如果PVC泡沫經(jīng)過特殊的熱處理，則可以達到120oC，1Bar以上，例如Divinycell HT, Klegecell TR, 和Airlite/Herex C71，而且熱處理還會提高泡沫的熱尺寸穩(wěn)定性，即泡沫的熱蠕變性能。三、裝修領域中的應用 近十多年來，我國城市擴建、房產開發(fā)、住宅裝修的大規(guī)模發(fā)展，拉動了以住宅廚房間、衛(wèi)生間為單元的裝飾、裝修工程的進展，“廚、衛(wèi)”兩大系列一改過去陶瓷、搪瓷、天然石材的洗漱臺、臺盆、浴盆、廚臺板，代之而來的是人造石、FRP材質的洗漱臺、臺盆、淋浴房、阿克力浴缸、廚臺板、洗菜盆等，走勢十分迅猛。按一家一戶“兩室”的需用該算，人造石、FRP材